锂电池的制造工艺中,叠片与卷绕是两大核心技术路线,其差异源于极片装配方式的不同:
卷绕工艺:起源于1990年代,通过将正极、隔膜、负极依次卷绕成圆柱或方形结构,具有生产效率高、成本低的特点,大范围的应用于消费电子领域。但卷绕工艺存在“C角”问题,即极片边缘弯曲导致应力不均,可能引发电池变形或寿命缩短。
叠片工艺:近年来兴起,通过层叠极片与隔膜形成类似“三明治”的结构。其优点是更高的单位体积内的包含的能量(提升5%-10%)、更均匀的应力分布以及更长的循环寿命,但早期因生产效率低、设备成本高而受限。
优势:成熟度高、设备成本低(卷绕机效率可达0.6秒/片)、生产良率稳定,适合大规模标准化生产11
短板:单位体积内的包含的能量受限,散热性能较差,且“C角”问题可能引发安全风险隐患1012
优势:空间利用率高(体积比容量提升15%-20%)、循环寿命长(可达卷绕电池的1.5倍)、安全性更优(通过针刺测试)1013
挑战:设备复杂(叠片机效率0.8秒/片,仅为卷绕的1/3)、材料精度要求高、初期投资大1011
卷绕工艺:主导消费电子市场(如手机、笔记本电脑),因其成本敏感性和高产量需求1013
叠片工艺:在新能源汽车、高端储能系统中崭露头角。例如,蜂巢能源的短刀电池(采用叠片工艺)2024年出货量全球第一,搭载于吉利银河系列、宝马MINI等车型,成为动力电池领域的标杆11
案例剖析:蜂巢能源通过自研“热复合飞叠技术”,将叠片效率提升至接近卷绕水平,并推出越野电池、商用车远路电池等创新品类,解决了传统叠片的效率瓶颈
蜂巢能源的飞叠3.5技术计划于2025年量产,稳定性提升50%,良率提升30%,进一步缩小与卷绕的成本差距
动力电池领域:叠片工艺因高安全性和单位体积内的包含的能量优势,将主导大模组电芯市场,预计2025年渗透率突破40%。
消费电子领域:卷绕工艺仍为主流,但快充需求可能推动叠片在高端机型中的应用。
叠片工艺:通过技术迭代(如蜂巢能源的飞叠技术)向高端领域渗透,成为新能源车、储能系统的核心选择。
正如蜂巢能源CEO杨红新所言:“进窄门,走远路”——叠片工艺虽起步艰难,但其技术潜力终将引领行业迈向更高维度。
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